android的安装包是个apk文件,其中包含dex、资源及签名文件。其中dex是包含程序运行的类代码,而android是运行在dalvik(5.0之前)上的。本篇我们就来看下dalvik是如何把dex载入并运行的。

  先看整体脉络(重点照顾解析步骤,优化自行查找资料):  

  

  android在安装apk时会验证dex文件是否符合规范,并优化dex生成odex;接着会将odex文件解析成易于被dalvik加载和执行的dexFile结构体。下面我们就跟随源码看下dex的心路历程吧。

  apk的安装在java层由Installer类执行,但最终通过socket由C层的installd来实现。dex的优化是由installd的do_dexopt函数调用dexopt来完成操作。dex优化后生成odex后就要被拉去解析啦。odex解析成dexFile结构体后,类加载器可以通过该结构体实现对Dex文件中各类数据的查找和获取(由此可知,dexFile和dex文件有对应关系)。看解析流程:

   

  ok,得到dexFile,至此类加载器的索引文件得到了。在dalvik代码执行中2个数据结构很重要:ClassObject、Method。总所周知java是面向对象的语言,代码是组合在类中的。故虚拟机的加载机制可以通过按代码执行流程来逐渐加载相关类(apk加壳方案?);类加载通过类描述符在dexFile(所以它叫dex在内存中的描述)结构体得到其在dex文件的地址,并对其解析和加载:

  执行流程:

  

  上面表述了类加载流程,其实质在是在内存中得到类的ClassObejct !其实这也是FindClass函数(FindClass还是调用findClassNoInit)需要去做的流程。所以说类加载和findclass都只是为了在dalvik中得到该类的ClasssObject。类说完了,但dalvik是执行代码,我怎么执行你的类方法呢?记得上面说的Method结构(ClassObject结构里指向它的指针,ClassObject里当然包括方法咯),它才是dalvik的执行单元,ClassObject只是描述,类似于odex和dexFile吧。具体可以看:android dalvik浅析一:解释器及其执行

void dvmCallMethodV(Thread* self, const Method* method, Object* obj,
bool fromJni, JValue* pResult, va_list args)

  

  下面我们来看下在dalvik在加载过程中使用到的数据结构(Method、ClassObject的结构体见源码Object.h):

  Method:    java方法在dalvik中的结构体,是dalvik的执行单位;拥有指向ClassObject的指针

  ClassObject:  java类在dalvik中的结构体,包含多个Method结构;拥有指向DvmDex的指针;拥有指向加载该类的ClassLoader指针

  DvmDex:    拥有指向dexFile的指针

  dexFile:    dex在dalvik的描述结构

  一目了然,我们可以通过Method追踪到odex文件。

ClassLoader:

  android的类加载分析了,但在android其实存在2类ClassLoader。在分析之前先看Android系统下的动态Dex加载这篇文章,ContextClassLoader就是PathClassLoader(有个重要的概念:一种向上传递,向下分发的机制,理解下)。看android开发手册就一目了然:http://developer.android.com/reference/dalvik/system/BaseDexClassLoader.html

  类DexClassLoader、PathClassLoader都属于符合双亲委派模型的类加载器且继承至BaseDexClassLoader。接下来就看看这2个类各自承担的责任:

  

  看到咯是用来系统类和app类的加载(即组件)。

  通常情若没有指定ClassLoader,loadAPK的ClassLoader就是PathClassLoader。这里再加深下ClassLoader的parent概念,这是逻辑而不是指父类!

  断断续续的有点乱,有疑问大家来交流。

  注:有些概念不清楚的话,可以看下java的ClassLoader。

资料:
  1 android虚拟机解析

   2 【原创】Dex动态加载的C语言部分

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